心胸外科由著名心胸外科专家梁其琛教授和王一山教授创立，是国内最早的硕士、博士授予点之一，拥有兰锡纯教授、冯卓荣教授、叶椿秀教授、朱洪生教授等国内著名心脏外科专家。这些老专家都为中国心血管外科的发展做出过不可磨灭的贡献。
1954年，兰锡纯、冯卓荣教授在国内成功地进行了第一例闭式二尖瓣分离扩张手术，标志着中国心脏外科手术的开端。1957年，梁其琛教授成功进行了国内第一例心内直视手术－－肺动脉瓣狭窄切开成形术。多年来科室已为国家培养了大批人才，并与美、德、荷、澳、意、法、日等国均有学术往来及人才交流。曾举办过多次国际学术会议，多次接待国外心脏外科代表团来院示范手术及讲课。并多次派出手术组指导江苏、浙江、云南、江西、山东等全国十余个省份医院进行心脏手术。
该科是上海市最早开展冠状动脉搭桥术的单位之一。上世纪八十年代就率先在上海市开展冠脉搭桥术，并先后派10余名中青年骨干到美、法、德、新等发达国家学习冠脉搭桥技术。目前科室每年能进行200台左右冠状动脉旁路移植手术，其中不停跳搭桥手术占搭桥手术数目总数的90％以上，手术成功率达98％，70岁以上高龄患者的搭桥占搭桥手术总数的70％，80岁以上占10%以上，其中，2004年底由薛松主任成功主刀手术的一例99岁高龄患者的急诊搭桥术，更是创下冠脉搭桥手术病人的年龄之最。科室目前开展的冠脉搭桥手术数量、手术难度及手术质量在上海市及华东地区处于领先地位。科室同时积极开展新技术，目前在“利用胸廓内动脉、桡动脉和胃网膜右动脉等材料全动脉化CABG”, “冠脉搭桥术术后再狭窄的二次及三次冠状动脉搭桥术”，“左胸小切口不停跳冠脉搭桥术（MIDCAB）”，“急性心梗病人的OPCAB”，“内镜下取大隐静脉”等方面在全国居于领先水平。该科拥有冠心病急诊搭桥绿色通道，24小时为患者服务，急诊手术成功率在95％以上。
心胸外科同时也是是全国最早的先天性心脏病纠治中心之一。1954年梁其琛教授进行了全国首例经右心室闭式切开和扩张肺动脉狭窄术，1958年兰锡纯教授首次进行低温麻醉下开展房间隔缺损直接缝合术，1960年兰锡纯教授首先开展法洛氏三联症心内矫治术，是较早攻克法洛氏四联症的单位之一。目前科室可进行常见先天性心脏病手术及介入封堵术，最小患者为7个月（7.5kg），可以进行右室双出口、单心室、大动脉转位等复杂先天性心脏病手术，其手术开展的难度、手术时间、术后恢复情况一直处于全国领先水平。
心胸外科是全国最早进行瓣膜手术的中心之一。兰锡纯、冯卓荣教授于1954年进行了全国第一例二尖瓣手术。目前，科室可进行二尖瓣、主动脉瓣、三尖瓣、肺动脉瓣换瓣及成形术，可开展“右腋下小切口行二尖瓣置换手术”,“胸骨下段小切口行心内直视手术”，“胸骨上段小切口行主动脉瓣置换术”，“不停跳二尖瓣置换术”，“胸腔镜辅助下二尖瓣置换术”等微创及重大手术。心胸外科至今已行瓣膜手术超过5000台，2006年手术成功率99.6％。
心胸外科也是上海大血管手术中心之一。自2005年由薛松主任首次对急性I型夹层动脉瘤开展急诊全弓置换术至今，已成功施行了40余例大动脉瘤的外科手术，包括主动脉全弓置换、象鼻手术、改良象鼻手术，主动脉根部置换，降主动脉置换，腹主动脉瘤置换加肾移植等复杂手术，手术成功率达97.5%，居于全国前列水平。同时积极开展支架介入手术治疗III型主动脉夹层动脉瘤，减少手术创伤，提高治愈率。
心胸外科也是全国最早的食管和肺脏手术基地之一。能够常规开展食管癌根治术、肺癌根治术等手术，年手术量超过500台，在下咽癌手术治疗、漏斗胸外科纠治、食管介入支架、选择性肺介入化疗、肺减容手术、胸腔镜肺叶切除、胸腔镜纵隔手术等方面居于上海领先水平。
心胸外科与心内科共同组成上海交通大学医学院心血管病第一研究室。科研主攻方向为冠心病外科、心肌梗死以及辅助循环的系列研究。5年内获国家自然科学基金3项,、国家博士点课题1项、卫生部课题1项、上海市科委课题3项、教委课题2项、浦东新区课题1项、 与上海交大协作课题2项、横向协作课题4项。其中朱洪生等2000年通过鉴定的国家自然科学基金“自体卫星细放胞移植——急性心肌梗塞后心肌细胞再生的实验”,达到国际先进水平,获上海市科技进步三等奖;2003年通过鉴定的国家自然科学基金项目“骨髓间质干细胞梗死心肌移植心肌细胞再生作用”,结题鉴定达到国际先进水平；范关荣、陈宗南等完成的“呼吸设备防病毒扩散研究”通过市科委组织的专家鉴定，达到国际先进水平；薛松教授“冠心病的外科治疗”获得2005年度中华医学会中华医学科技奖；范关荣、张祖仁、陈中南等申报各种专利9项，陈中南获得一项全国“星火杯发明奖金奖”。五年来发表论文共100余篇，其中SCI收录14篇，参加国际性、全国性及华东六省一市专业学术会议26人次，并宣读论文40余篇。目前在研课题经费达到190余万元。
心胸外科注重本科生、研究生和进修生教育，坚持集体备课，2001年被评为上海第二医科大学先进班组， 2003年获医学院教学先进，已成功举办四届全国心脏外科进展学习班，来自17个省市的90余名学员参加。朱洪生、郑家豪获“院优秀研究生导师”称号。曹子昂获“2000年二医大优秀教师奖”和“2002年上海二医大高尚师德提名奖”，并获市教委胸外科情景化教学课题。已培养硕士40余名，博士30余名。
心胸外科一直注重科室内员工的精神文明建设以及科室思想文化的培养建设。科室制定了详细的规章制度，并每月一次定期开展科室业务学习和会议，从制度上以及思想上培养员工的整体素质，使每位员工都树立起良好的全心全意为病人服务的理念，病人的满意率几近100%。同时，科室本着建设“和谐社会、和谐医疗、和谐科室”的理念，努力控制医疗费用和医疗成本，科室病人住院总费用在整个上海市居于低水平。对于外省市边远山区、生活困难的家庭，通过减免手术费用、倡导募捐等措施，服务全国的心脏疾病患者。这些事迹多次在报纸以及电台播出，反响强烈。
科室现有床位100张，各级医师20余名，其中主任医师5名，副主任医师6名，硕士导师5名,博士导师1名，博士6人，硕士10人。
现任科主任薛松教授，师从我国著名心胸外科专家郭加强，擅长不停跳冠脉搭桥术、瓣膜成形和置换术、复杂先天性心脏病纠治术、大血管手术以及房颤的外科治疗等。目前已指导全国十余个省市近三十家医院开展心脏手术，尤其是不停跳冠脉搭桥术。作为主要完成人参加了上海市卫生局重点课题“提高冠心病外科治疗疗效的临床研究”，上海市科委重点课题“二氧化碳激光心肌血运重建术”的研究。参加了阜外医院牵头的国家“十五”攻关课题。作为第一承担者完成上海市青年科研基金“预防桡动脉-冠状动脉搭桥围术期挠动脉痉挛的实验和临床研究”。作为主要完成人参与了“973”课题“脉象与心血管疾病”的研究，并且开展左心辅助和桥血管的通畅率的研究。目前已申请及在研课题为2005年上海市卫生局课题“骨桥蛋白iRNA干涉技术抑制移植静脉桥狭窄的实验研究”，2007年上海市科委课题“Nesprin在心肌干细胞转化中的作用”。 作为主要参加者申请到“十.一五国家科技支撑计划课题”“提高老龄和急重症心血管疾病外科疗效的临床研究”。获得2004年上海市医学科技奖三等奖、上海市科技进步奖三等奖；2005年中华医学科技奖三等奖。目前已培养研究生6名。